bee2ee1a86da61974771a086230eaf1424a6192c
[libfirm] / ir / tr / type.h
1 /* Copyright (C) 1998 - 2000 by Universitaet Karlsruhe
2 ** All rights reserved.
3 **
4 ** Authors: Martin Trapp, Christian Schaefer &
5 **          Goetz Lindenmaier
6 **
7
8 @@@@@@@  Improve documentation: distinguish fields that are
9 set by the frontend and contain knowledge specified by the source
10 program from fields containing information derived by analysis/optimization
11 or lowering phases.
12
13
14 **  type.h: datastructures to hold type information.
15 **
16 **  This module supplies datastructures to represent all types
17 **  known in the compiled program.  This includes types specified
18 **  in the program as well as types defined by the language.  In the
19 **  view of the intermediate representation there is no difference
20 **  between these types.
21 **  Types are different from the modes defined in irmode:  Types are
22 **  on the level of the programming language, modes at the level of
23 **  the target processor.
24 **
25 **
26 **  General datastructure
27 **  =====================
28 **
29 **  Firm distinguishes several different type constructs.  These are
30 **  implemented as structs.  A union of the individual structs constructs
31 **  the firm node "type".
32 **
33 **  All type constructs have the following fields:
34 **
35 **  kind         A firm_kind tag containing k_type_class.  This is useful
36 **               for dynamically checking the sort of a type.  Automatically
37 **               generated.
38 **
39 **  name         An identifier specifying the type name.  Set by the frontend.
40 **
41 **  visit        A counter for walks of the type information.
42 **
43 **
44 **  General functionality
45 **  =====================
46 **
47 **  is_type(t)   Returns true if t is a type node, else false.
48 **
49 **
50 **  type_class
51 **  ==========
52 **
53 **  Type_class represents class types.  A list of fields and
54 **  methods is associated with a class.  Further a class can
55 **  inherit from and bequest to other classes.
56 **
57 **  fields:
58 **  -------
59 **
60 **  **member     All entities belonging to this class.  This are methodes
61 **               which have type_method or fields that can have any of the
62 **               following types: k_type_class, k_type_strct, k_type_union,
63 **               k_type_array, k_type_enumeration, k_type_pointer, k_type_primitive.
64 **
65 **  **subtypes   A list of direct subclasses.
66 **
67 **  **supertypes A list of direct superclasses.
68 **
69 **
70 **  type_strct
71 **  ==========
72 **
73 **  Type_strct represents aggregate types that consist of a list
74 **  of fields.
75 **
76 **  fields:
77 **  -------
78 **
79 **  **member     All entities belonging to this class.  This are the fields
80 **               that can have any of the following types:  k_type_class,
81 **               k_type_strct, k_type_union, k_type_array, k_type_enumeration,
82 **               k_type_pointer, k_type_primitive.
83 **
84 **  type_method
85 **  ===========
86 **
87 **  Type_method represents method, function and procedure types.
88 **
89 **  fields:
90 **  -------
91 **
92 **  arity        Number of parameters to the procedure. @@@ better n_params
93 **               A procedure in FIRM has only call by value parameters.
94 **
95 **  **param_type A list with the types of parameters.  This list is ordered.
96 **               The nth type in this list corresponds to the nth element
97 **               in the parameter tuple that is a result of the start node.
98 **               (See ircons.h for more information.)
99 **
100 **  n_res        The number of results of the method.  In general, procedures
101 **               have zero results, functions one.
102 **
103 **  **res_type   A list with the types of parameters.  This list is ordered.
104 **               The nth type in this list corresponds to the nth input to
105 **               Return nodes.  (See ircons.h for more information.)
106 **
107 **
108 **  type_union
109 **  ==========
110 **
111 **  Type_union represents union types.
112 **
113 **  fields:
114 **  -------
115 **
116 **  **unioned_type   A list of unioned types.
117 **
118 **
119 **  type_array
120 **  ==========
121 **
122 **  Type_array represents rectangular multi dimensional arrays.
123 **
124 **  fields:
125 **  -------
126 **
127 **  n_dimensions     Number of array dimensions.
128 **
129 **  *lower_bound     Lower bounds of dimensions.  Mostly all 0.
130 **
131 **  *upper_bound     Upper bounds or dimensions.
132 **
133 **  *element_type    The type of the array elements.
134 **
135 **
136 **  type_enumeration
137 **  ================
138 **
139 **  Enumeration types.  These need not necessarily be represented explicitly
140 **  by Firm types, as the frontend can lower them to integer constants as
141 **  well.  For debugging purposes or similar tasks this information is useful.
142 **
143 **  fields:
144 **  -------
145 **
146 **  **enum           The target values representing the constants used to
147 **                   represent individual enumerations.
148 **
149 **  **enum_name      Idents containing the source program name of the enumeration
150 **                   constants
151 **
152 **  type_pointer
153 **  ============
154 **
155 **  Pointer types.
156 **
157 **  fields:
158 **  -------
159 **
160 **  *mode            The mode used to implement a pointer.  @@@ So far this field
161 **                   is constant and set to mode_P.  Maybe we will move this
162 **                   to a global constant (irprog), or are there processors
163 **                   that require a set of different pointer modes?
164 **
165 **  *points_to       The type of the entity this pointer points to.
166 **
167 **  type_primitive
168 **  ==============
169 **
170 **  Primitive types are types that represent indivisible data values that
171 **  map directly to modes.
172 **
173 **  fields:
174 **  -------
175 **
176 **  mode             The mode to be used for this type.
177 **
178 */
179
180 # ifndef _TYPE_H_
181 # define _TYPE_H_
182
183 # include "common.h"
184 # include "ident.h"
185 # include "irmode.h"
186
187 /* for recursive type definiton */
188 typedef union type type;
189
190 /* visited flag to traverse the type information */
191 extern unsigned long type_visited;
192
193 /*******************************************************************/
194 /** TYPE_CLASS                                                    **/
195 /*******************************************************************/
196
197 typedef struct {
198   firm_kind kind;
199   ident *name;
200   /** needs list with it's entities -- does it really??
201       Entities can be added during their creation.
202   entities **member; **/
203   /** to represent inheritance
204   type_class **subtypes;    * direct subtypes *
205   type_class **supertypes;  * direct supertypes *
206   **/
207   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
208 } type_class;
209
210
211 /* create a new type_class */
212 type_class *new_type_class (ident *name);
213
214 /* manipulate fields of type_class */
215 char  *get_class_name  (type_class *clss);
216 ident *get_class_ident (type_class *clss);
217 /*
218 void   set_class_name  (type_class *clss, char *name);
219 void   set_class_ident (type_class *clss, ident* ident);
220 */
221
222 /*  get_class_entity_arr
223     get_class_n_entities
224     get_class_entity(class, pos)
225     set_class_entity(class, pos, entity)
226     get_class_sub_arr
227     ...
228     get_class_super_arr
229 */
230
231 /*******************************************************************/
232 /** TYPE_STRCT                                                   **/
233 /*******************************************************************/
234
235 typedef struct {
236   firm_kind kind;
237   ident *name;
238   /** needs list with it's entities -- does it really??
239       Entities can be added during their creation.
240   int n_members;
241   entity **member; **/
242   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
243 } type_strct;
244
245
246 /* create a new type_strct */
247 type_strct *new_type_strct (ident *name);
248
249 /* manipulate fields of type_strct */
250 char  *get_strct_name  (type_strct *strct);
251 ident *get_strct_ident (type_strct *strct);
252 /*
253 void   set_strct_name  (type_strct *strct, char *name);
254 void   set_strct_ident (type_strct *strct, ident* ident);
255 */
256
257
258 /*******************************************************************/
259 /** TYPE_METHOD                                                   **/
260 /*******************************************************************/
261
262 typedef struct {
263   firm_kind kind;
264   ident *name;         /* Name of the method type.  Usually method
265                           types are not explicitly named (but the entity). */
266   int arity;           /* number of parameters, better n_params */
267   type **param_type;   /* code generation needs this information.
268                           Should it be generated by the frontend,
269                           or does this impose unnecessary work for
270                           optimizations that change the parameters of
271                           methods? */
272   int n_res;           /* number of results */
273   type **res_type;     /* array with result types */
274   unsigned long visit; /* visited counter for walks of the type information */
275 } type_method;
276
277 /* create a new type_method */
278 type_method *new_type_method (ident *name, int arity, int n_res);
279
280 /* manipulate fields of type_method */
281 char  *get_method_name  (type_method *method);
282 ident *get_method_ident (type_method *method);
283 /*
284 void   set_method_name  (type_method *method, char *name);
285 void   set_method_ident (type_method *method, ident* ident); */
286
287 inline int   get_method_arity (type_method *method);
288 inline void  set_method_arity (type_method *method, int arity);
289 inline type *get_method_param_type(type_method *method, int pos);
290 inline void  set_method_param_type(type_method *method, int pos, type* type);
291
292 inline int   get_method_n_res (type_method *method);
293 inline void  set_method_n_res (type_method *method, int n_res);
294 inline type *get_method_res_type(type_method *method, int pos);
295 inline void  set_method_res_type(type_method *method, int pos, type* type);
296
297
298 /*******************************************************************/
299 /** TYPE_UNION                                                    **/
300 /*******************************************************************/
301
302 typedef struct {
303   firm_kind kind;
304   ident *name;             /* do I need a name? */
305   int n_types;
306   /* type **unioned_type;    ... or something like that? */
307   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
308 } type_union;
309
310 /* create a new type_union -- set unioned types by hand. */
311 type_union *new_type_union (ident *name, int n_types);
312
313 /* manipulate fields of type_union */
314 char  *get_union_name  (type_union *uni);
315 ident *get_union_ident (type_union *uni);
316 /*
317 void   set_union_name  (type_union *union, char *name);
318 void   set_union_ident (type_union *union, ident* ident);
319 */
320 /*
321 int    get_union_n_types (type_union *union);
322 void   set_union_n_types (type_union *union, int n);
323 type  *get_union_unioned_type (type_union *union, int pos);
324 void   set_union_unioned_type (type_union *union, int pos, type *type);
325 */
326
327 /*******************************************************************/
328 /** TYPE_ARRAY                                                    **/
329 /*******************************************************************/
330
331 /* multidimensional, polyhedric arrays */
332 typedef struct {
333   firm_kind kind;
334   ident *name;
335   int n_dimensions;
336   int *lower_bound;
337   int *upper_bound;
338   type *element_type;
339   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
340 } type_array;
341
342 /* create a new type array -- set dimension sizes independently */
343 type_array *new_type_array (ident *name, int n_dimensions);
344
345 /* manipulate fields of type_array */
346 char  *get_array_name  (type_array *array);
347 ident *get_array_ident (type_array *array);
348 /*
349 void   set_array_name  (type_array *array, char *name);
350 void   set_array_ident (type_array *array, ident* ident);
351 */
352 void  set_array_n_dimensions  (type_array *array, int n);
353 int   get_array_n_dimensions  (type_array *array);
354
355 void  set_array_bounds      (type_array *array, int dimension, int lower_bound,
356                                                               int upper_bound);
357 void  set_array_lower_bound (type_array *array, int dimension, int lower_bound);
358 void  set_array_upper_bound (type_array *array, int dimension, int upper_bound);
359 int   get_array_lower_bound (type_array *array, int dimension);
360 int   get_array_upper_bound (type_array *array, int dimension);
361
362 void  set_array_element_type (type_array *array, type *type);
363 type *get_array_element_type (type_array *array);
364
365 /*******************************************************************/
366 /** TYPE_ENUMERATION                                              **/
367 /*******************************************************************/
368 /** Enums are needed to keep debugging information.  They can as well
369     be lowered to integers. **/
370
371 typedef struct {
372   firm_kind kind;
373   ident *name;
374   /*
375   tarval **enum     * Contains all constant nodes that represent a member
376                       of the enum -- enumerators. */
377   /*
378   ident **enum_name * Contains the names of the enum fields as specified by
379                       the source program */
380   /* is ir_node the propper array member? */
381   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
382 } type_enumeration;
383
384 /* create a new type enumeration -- set the enumerators independently */
385 type_enumeration *new_type_enumeration (ident *name /* , int n_enums */);
386
387 /* manipulate fields of type_enumeration */
388 char  *get_enumeration_name  (type_enumeration *enumeration);
389 ident *get_enumeration_ident (type_enumeration *enumeration);
390 /*
391 void   set_enumeration_name  (type_enumeration *enumeration, char *name);
392 void   set_enumeration_ident (type_enumeration *enumeration, ident* ident);
393 */
394 /*
395 void     set_enumeration_n_enums (type_enumeration *enumeration, int n);
396 int     *get_enumeration_n_enums (type_enumeration *enumeration);
397 void     set_enumeration_enum    (type_enumeration *enumeration, int pos,
398                                  ir_node const);
399 ir_node *get_enumeration_enum    (type_enumeration *enumeration, int pos);
400 */
401
402 /*******************************************************************/
403 /** TYPE_POINTER                                                  **/
404 /*******************************************************************/
405
406 typedef struct {
407   firm_kind kind;
408   ident *name;
409   /* ir_mode *mode;      * The mode to be used for this type.
410                             Not here as there might be several pointer types?
411                             A method get_pointer_mode should read a unique,
412                             global variable. */
413   type *points_to;
414   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
415 } type_pointer;
416
417 /* create a new type pointer */
418 type_pointer *new_type_pointer (ident *name, type *points_to);
419
420 /* manipulate fields of type_pointer */
421 char  *get_pointer_name  (type_pointer *pointer);
422 ident *get_pointer_ident (type_pointer *pointer);
423 /*
424 void   set_pointer_name  (type_pointer *pointer, char *name);
425 void   set_pointer_ident (type_pointer *pointer, ident* ident);
426 */
427 void  set_pointer_points_to_type (type_pointer *pointer, type *type);
428 type *get_pointer_points_to_type (type_pointer *pointer);
429
430 /*******************************************************************/
431 /** TYPE_PRIMITIVE                                                **/
432 /*******************************************************************/
433
434 /* primitive, language-defined types */
435 /* What is the type of an entity if it is atomic?  Are alle basic data
436    types classses in Sather? Else this is needed. */
437 typedef struct {
438   firm_kind kind;
439   ident *name;
440   ir_mode *mode;           /* The mode to be used for this type */
441   unsigned long visit;     /* visited counter for walks of the type information */
442 } type_primitive;
443
444 /* create a new type primitive */
445 type_primitive *new_type_primitive (ident *name, ir_mode *mode);
446
447 /* manipulate fields of type_primitive */
448 char  *get_primitive_name  (type_primitive *primitive);
449 ident *get_primitive_ident (type_primitive *primitive);
450 /*
451 void   set_primitive_name  (type_primitive *primitive, char *name);
452 void   set_primitive_ident (type_primitive *primitive, ident* ident);
453 */
454 ir_mode *get_primitive_mode (type_primitive *primitive);
455 void     set_primitive_mode (type_primitive *primitive, ir_mode *mode);
456
457
458
459
460 /*******************************************************************/
461 /**  To manage all different types the same                       **/
462 /*******************************************************************/
463
464 union type {
465   firm_kind kind;
466   type_class clss;
467   type_strct strct;
468   type_method method;
469   type_array array;
470   type_union uni;  /* union is keyword */
471   type_enumeration enumeration;
472   type_pointer pointer;
473   type_primitive primitive;
474 };
475
476 int is_type(void *thing);
477
478
479
480
481 # endif /* _TYPE_H_ */